用于形成薄膜密封层的工艺制造技术

技术编号:5406852 阅读:157 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
公开了一种工艺,用于通过在要被密封的OLED器件上淀积薄膜材料来生成用于OLED器件的薄膜密封封装,包括沿着基本上平行伸长的输出口同时引导一系列气流,其中所述一系列气流按顺序包括至少第一反应气体材料、惰性净化气体和第二反应气体材料,可选地重复多次,其中所述第一反应气体材料能够与用所述第二反应气体材料处理过的衬底表面反应以形成密封薄膜,其中所述第一反应气体材料是挥发性有机金属前体化合物。基本上在大气压或高于大气压下实施所述工艺,并且在淀积期间所述衬底的温度在250℃以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般地涉及淀积薄膜材料,更具体地涉及用于使用淀积器件在衬底上进行原子层淀积的工艺。特别地,本专利技术涉及生成用于OLED器件的薄膜密封的金属氧化物材料 膜的工艺。
技术介绍
有机发光二极管(OLEDs)是用于平板显示器和区域照明灯的有前景的技术。该 技术依赖于涂敷在衬底上的有机材料的薄膜层。通常OLED器件可以具有已知的两种形 式小分子器件,例如在美国专利4,476,292中公开的;和高分子器件,例如在美国专利 5,247,190中公开的。任一种OLED器件可以顺序包括阳极、有机EL元件和阴极。淀积在 阳极和阴极之间的有机EL元件通常包括有机空穴传输层(HTL)、发射层(EL)和有机电子 传输层(ETL)。在EL层中空穴和电子复合并且发光。Tang等人(Appl. Phys. Lett.,51, 913(1987),Journal of AppliedPhysics,65,3610 (1989)和美国专利 4,769,292)证实了 使用这种层结构的高效率OLEDs。从那以后,已经公开了具有替换的层结构(包括高分子材 料)的众多OLEDs,并且已经改进了器件性能。然而,包括有机EL元件的材料是敏感性的, 特别地,容易被湿气和高温(例如大于140°C )所破坏。透明导电电极典型地使用溅射淀积的导电金属氧化物例如氧化铟锡。当用作顶发 射器件中的透明顶部电极时,所描述的溅射淀积的电极层和底层典型地不足以抵抗环境污 染物,需要使用额外的密封外套层或密封透明玻璃覆盖,因此使这类器件的光陷和成本增 加的问题更严重。熟知,在环境污染物(特别地是湿气)的存在下,OLED材料面临退化。有机发光二 极管(OLED)显示器器件典型地需要每百万1000 (ppm)以下的湿度水平来防止器件性能在 器件的指定的工作周期和/或保存周期内过早退化。如上面所提到的,通过用密封层密封 器件和/或通过密封器件,和/或在盖子内提供干燥剂来将封装器件内的环境控制到该湿 度水平范围。使用干燥剂(例如金属氧化物、碱土金属氧化物、硫酸盐、金属卤化物和高氯 酸盐)来将湿度水平保持在上面所指定的水平以下。参看例如由Boroson等人在2001年 5月8日发表的美国专利6,226,890,其描述了用于湿气敏感电子器件的干燥剂材料。这类 干燥材料典型地位于围绕OLED器件的外围或在OLED器件自身上。在替换方法中,使用抗湿气材料的薄多层涂层来密封OLED器件。例如,可以使 用由有机聚合物层分离的无机材料(例如金属或金属氧化物)层。已经在例如美国专利 6,268,695,6, 413,645,6, 522,067 和美国公开 2006/0246811 中描述了这类涂层。可以通过各种技术(包括原子层淀积(ALD))来淀积这类密封层。在Ghosh等人 完成的题为 “THIN FILM ENCAPSULATION 0F0RGANIC LIGHT EMITTING DIODE DEVICES” 的 W00182390中进一步描述了一种这类原子层淀积装置,该文描述了由不同材料组成的第一 薄膜密封层和第二薄膜密封层的使用,其中使用下面所讨论的原子层淀积来淀积50纳米 的其中一个薄膜层。根据该公开,也使用了分离保护层,例如聚对二甲苯。这类薄多层涂层典型地试图提供小于5 X 10_6克/平方米/天的透湿率来足够地保护OLED材料。相比之下, 聚合物材料典型地具有大约0. 1克/平方米/天的透湿率,因此不足以保护不具有额外湿 气阻挡层的OLED材料。加上无机湿气阻挡层,可以实现0. 01克/平方米/天的透湿率,并 且已经报道,使用具有无机层的相对厚的高分子平滑层可以提供所需的保护。虽然通过常 规淀积技术(例如溅射或真空蒸发)来应用的厚无机层(例如5微米或更厚的ITO或ZnSe) 也可以提供足够的保护,但是较薄的常规涂敷的层仅可以提供0. 01克/平方米/天的保 护。由 Park等人完成的题为“FLAT PANEL DISPLAYDEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME”的美国公开2007/0099356类似地描述了用于使用原子层淀积来进行平板显示器 的薄膜密封的方法。由 Carcia 等人完成的题为“BARRIER FILMS FOR PLASTICSUBSTRATES FABRICATED BY ATOMIC LAYER DEPOSITION” 的、在 2004 年 12 月 2 日发表的 W02004105149 描述了可以 通过原子层淀积在塑料或玻璃衬底上淀积的气体渗透阻挡层。原子层淀积也称为原子层外 延(ALE)或原子层CVD (ALCVD),并且ALD在此的引用意图指代所有这类等效的处理。使用 ALD涂层可以在几十纳米厚度将渗透减小许多量级而具有低浓度的涂敷缺陷。这些薄涂层 保留了塑料衬底的柔软性和透明性。然而,由于它们可能具有比发光有机层低的系数,因此 这类保护层在层中也引起了额外的光陷问题。广泛用于薄膜淀积的技术是化学气相淀积(CVD),其使用在反应腔中反应的化学 反应分子来将所期望的膜淀积在衬底上。对CVD应用有用的分子前体包括要淀积的膜的元 素(原子)成分以及典型地也包括其他元素。CVD前体是挥发性分子,为了在衬底上反应, 在其上形成薄膜,将所述挥发性分子以气相形式输送到腔。化学反应淀积具有所期望膜厚 度的薄膜。大多数CVD技术的共同点是需要将一个或多个分子前体的良好受控的流量应用 到CVD反应堆。将衬底在受控的压力条件下保持在良好受控的温度,以促进这些分子前体 之间的化学反应,同时有效地除去副产物。获得最佳CVD性能需要能够在整个工艺中实现 并且保持气流、温度和压力的稳态条件,并且能够最小化或消除瞬态变化。有兴趣的是使用用于不包括与真空处理关联的开销的淀积的工艺。在典型的真空 处理中,为了提供必需的环境,需要大的金属腔和复杂的真空泵系统。这些设备增加了系统 的资金成本并且难以使用基于连续薄片的系统。已经公开了用于生成金属氧化物膜的各种工艺,包括高温工艺和低温工艺两者, 包括射频磁控溅射或改进的反应平面磁控溅射。ALD可以用作用于形成许多类型的薄膜电 子器件的制造步骤,包括半导体器件和支撑电子部件例如电阻器和电容器、绝缘体、总线以 及其他导电结构。ALD特别地适合用于在电子器件的部件中形成金属氧化物薄层。可以用 ALD进行淀积的一般类别的功能材料包括导体、电介质或绝缘体以及半导体。有利的是,ALD步骤是自终止的,并且当控制其到达或超过自终止暴露次数时,可 以精确地淀积一个原子层。原子层典型的范围是从0. 1到0.5个分子单层,其中典型的尺 寸是在不超过几埃的量级上。在ALD中,淀积原子层是是反映分子前体和衬底之间的化学 反应的结果。在每一独立ALD反应淀积步骤中,净反应淀积所期望的原子层并且基本上消 除原来在分子前体中包括的“多余的”原子。在其最理想的情况下,ALD包括每一前体的吸 收和反应而完全没有其他前体的反应。在实际情况下,在任何工艺中难以避免导致少量化学气相淀积反应的不同前体的某些直接反应。要执行ALD的任何工艺的目标是在认识到可以容忍少量CVD反应的同时,获得与ALD工艺相称的器件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过将薄膜材料原子层淀积在要被密封的OLED器件上来生成用于OLED器件的薄膜密封封装的工艺,该工艺包括沿着基本平行伸长的输出口同时引导一系列气流,其中所述一系列气流按顺序至少包括第一反应气体材料、惰性净化气体和第二反应气体材料,可选地重复多次,其中所述第一反应气体材料能够与用所述第二反应气体材料处理过的衬底反应以形成密封薄膜,其中所述第一反应气体材料是挥发性有机金属前体化合物,其中基本上在大气压或高于大气压下实施所述工艺,以及其中在淀积期间所述衬底的温度在250℃以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:EA费多洛夫斯卡亚ML博罗森DH李维JA阿戈斯蒂内利
申请(专利权)人:伊斯曼柯达公司
类型:发明
国别省市:US[美国]

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术
  • 暂无相关专利